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余热锅炉的控制方案设计

文章作者:艺能锅炉   发布时间:2019-04-03
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余热锅炉是将工业生产过程中产生的余热(如水泥生产过程中窑头熟料冷却机和窑尾预热器产生的余热烟气,制砖厂和黄磷生产过程产生的余热)转化成为蒸汽并为生产过程提供热能、动力,或通过热电站汽轮发电机组转化为电能。
余热锅炉是将工业生产过程中产生的余热(如水泥生产过程中窑头熟料冷却机和窑尾预热器产生的余热烟气,制砖厂和黄磷生产过程产生的余热)转化成为蒸汽并为生产过程提供热能、动力,或通过热电站汽轮发电机组转化为电能。它能够回收余热,高效利用和节约能源,对于企业实现节能减排具有重要的作用。
为实现国家“十一五”规划指标的要求,企业必须通过对耗能设备的技术改造,采用先进的技术工艺对企业资源进行综合利用,以减少能源损失,降低生产成本和生产单位能耗指标,同时减少废弃物对外排放,保护环境,实现资源的循环利用。
鉴于以上因素,目前,余热锅炉得到了快速发展,但普遍存在成本高、系统复杂的缺点。本文采用PLC作为主控系统,通过监测锅炉水位、温度、压力等参数,实现锅炉的稳定运行。经实际应用证明,该系统运行可靠,控制精度高,保证了锅炉安全、经济运行。
尽管锅炉种类繁多,各种类型锅炉的工艺流程和操作控制各有特点,但对过程检测、控制的要求是基本相同的。这既包括对锅炉产汽量和产汽压力的要求,也包括对锅炉自身安全、稳定运行的要求。锅炉生产过程检测控制应达到下述基本目的:锅炉汽包水位必须保持在一定范围内;锅炉产汽量必须适应用汽设备用汽量变化的要求;锅炉产汽压力必须满足用汽设备的要求;过热蒸汽温度必须根据用汽设备的要求保持在一定的范围内;燃烧系统必须维持安全、经济的运行(对于余热锅炉则要求维持安全和尽可能优的换热效率)。基于以上控制要求,余热锅炉控制系统原理。整个系统由PLC控制系统和工业电视组成。
锅炉汽包水位的控制是安全生产和提供优质蒸汽的保证。水位过低,由于锅炉的蒸发量大,汽包容积相对较小,水的汽化速度很快,如控制不及时,不能给汽包及时补水,汽包内的水很快就会蒸发光而导致干锅,甚至引起锅炉爆炸。水位过高,会影响汽包内蒸汽水分离效果,使蒸汽带液,会使过热器结垢而导致损坏。如果余热锅炉的蒸汽是作为汽轮发电机组的动力,蒸汽带液就会损坏汽轮机的叶片,影响其安全运行,造成严重事故。为了节能,采用变频器直接驱动锅炉的给水泵,由PLC控制系统实现汽包水位的自动控制。
汽包水位控制,根据锅炉的容量、负荷变化的速度、调节的精度要求,可分为3种类型,即单冲量控制、双冲量控制和三冲量控制。单冲量控制结构简单,投资少,容易实现。但当负荷变化产生假液位时,液位调节器将会出现误动作,且对负荷不敏感,抗干扰性差。在单冲量水位控制的基础上,引进蒸汽流量作为前馈信号,构成双冲量水位控制方案。引进蒸汽流量作为前馈信号,可以消除了“假液位”对控制过程的不良影响,但仍然存在对给水量变化的干扰不能及时克服的缺陷。为此,在双冲量水位控制的基础上再引入一个给水量变化的信号进行控制,这就构成了所谓三冲量水位控制系统。本文采用三冲量水位控制系统实现余热锅炉的水位控制。
汽包压力是反映锅炉运行安全和蒸汽质量的重要指标。余热锅炉产汽量和压力受制于工艺系统所能提供的余热,汽包蒸汽压力通过调节输出蒸汽的流量来维持稳定,产多少蒸汽就只能用多少蒸汽,可以不考虑负荷的变化。蒸汽负荷的平衡一般通过输出管网中、下游环节的调节来实现。
余热锅炉制造行业自动化一直致力于锅炉焊接技术的发展,提高锅炉制造技术水平,特别是近5年来,锅炉技术的发展进一步加快了焊接技术的发展,同时焊接技术水平的提高也有利推动了锅炉行业的发展。国内各锅炉厂均在积极进行技术改造,引进新设备,推进先进的焊接新工艺,以适应锅炉容量、参数和炉型变化,满足复杂锅炉部件和锅炉新材料的焊接结构。
据了解,长期以来,余热锅炉制造行业一直致力于锅炉焊接技术的发展,提高锅炉制造技术水平,特别是近5年来,锅炉技术的发展进一步加快了焊接技术的发展,同时焊接技术水平的提高也有利推动了锅炉行业的发展。国内各锅炉厂均在积极进行技术改造,引进新设备,推进先进的焊接新工艺,以适应锅炉容量、参数和炉型变化,满足复杂锅炉部件和锅炉新材料的焊接结构。
余热锅炉制造行业的技术发展都是致力于锅炉焊接技术,致力于如何提高锅炉制造技术水平,尤其是近5年来,锅炉技术发展又加快了焊接技术的发展,与此同时焊接技术水平的提高直接推动了锅炉行业的发展。
锅炉停炉后的维护保养,主要是为了防止锅炉被腐蚀。锅炉在停运期间,受热面因吸收空气中的水分而形成水膜,水膜中的氧气与铁起化学反应生成铁锈。如果锅炉停运后,未将锅炉内的水排放或因有的部位水无法排尽,致使一些金属表面仍被水浸润着,则同样会因空气中大量的氧溶解在水中,使金属遭到溶解氧腐蚀。
被腐蚀的锅炉投入运行后,铁锈在高温下会加剧腐蚀的深度,扩大腐蚀的面积,氧 化铁不断剥落,致使钢管强度降低,锅炉使用年限缩短。停用腐蚀是金属损害的较主要形式之一,其损害大大超过了工作时的腐蚀。所以,做好停炉的保养工作,是保证锅炉安全运行必不可少的重要措施,对防止和减缓锅炉的腐蚀,延长锅炉的使用寿命,有着十分重要的意义。
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